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可以通过PET成像跟踪标记有Zrconium-89的药物递送微胶囊

阿拉巴马大学伯明翰分校的聚合物和放射性核素化学家报告说,他们的观点“可能代表着微胶囊给药系统的一大进步。”带有放射性锆89标记的UAB微胶囊是中空聚合物胶囊的第一个实例,能够在体内进行长期的,多日正电子发射断层扫描或PET成像。在先前的工作中,UAB研究人员表明,空心胶囊可以充满有效剂量的抗癌药阿霉素,然后可以通过破裂性微胶囊的治疗性超声波释放阿霉素。

使用锆89的PET成像(半衰期为3.3天)可以在测试小鼠中追踪胶囊长达7天。当前研究的主要进展是将锆螯合剂,去铁胺或DFO共价掺入微囊层中。这增加了正电子发射体锆89与微囊壁的紧密结合。

共同作者之一Eugenia Kharlampieva博士和Suzanne Lapi博士说:“生产的系统代表了一种先进的治疗剂,它可以将受控的药物递送与稳定的PET成像功能相结合。” “我们相信,该系统还为通用药物输送载体提供了基础,该载体可以与先进的靶向治疗(如患者定制的基因疗法)相结合,并可以通过分子靶向,图像引导的精密药物来改善人类健康交货。”

经过表面修饰以提高靶向能力后,这种药物输送系统可以为癌症手术或实体瘤的全身化疗提供非侵入性替代方案。术语治疗疗法,是治疗和诊断一词的代名词,是指可以兼作诊断显像剂和治疗药物传递载体的纳米颗粒或微囊。

Kharlampieva和Lapi建议说,锆89官能化颗粒的相对稀少可能是由于缺乏能够使用这种同位素的实验室以及与将其稳定掺入聚合物药物载体中相关的挑战。Kharlampieva在UAB担任UAB艺术与科学学院化学系教授,同时还是UAB纳米材料与生物集成中心的联合主任。她的聚合物化学实验室对中空微胶囊进行了开创性研究,该微胶囊由生物相容性单宁酸和聚(N-乙烯基吡咯烷酮)或TA / PVPON的交替层构成。围绕牺牲芯形成层,在完成这些层之后将其溶解。在目前的研究中,螯合剂DFO与PVPON共价连接,

Lapi是放射学教授和转换研究副主席,她是UAB回旋加速器设备的主管,该设备生产临床和研究性放射性核素。Lapi还指导放射化学实验室和高级医学影像研究部门。

UAB研究人员发现(TA / PVPON-DFO)六层胶囊比(TA / PVPON)六层胶囊平均保留89%的锆,这表明将DFO与PVPON连接提供了稳定的螯合。小鼠的体内PET成像显示出极好的稳定性和成像对比度,注射后7天仍然存在。胶囊主要在脾脏,肝脏和肺中积累,在股骨中的积累很少。由于股骨是游离锆89积累的部位,因此股骨中这种缺乏积累的现象证实了放射性示踪剂与胶囊的稳定结合。最后,将治疗水平的超声波施加到锆官能化的胶囊上,释放出治疗量的抗癌药阿霉素(载于微囊内部)。

因此,微囊克服了目前大多数PET引导的治疗剂中所见的三个局限性:1)放射性金属随时间的保留较差; 2)载药量低; 3)时限PET成像能力。

该研究的第一作者是Veronika Kozlovskaya,Ph.D.和Aaron Alford,Ph.D ,发表在《ACS Applied Materials&Interfaces》杂志上,题为“带有壳螯合的89Zr的多层微胶囊,用于PET成像和受控递送” 。 。,UAB化学系。

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